测量隧道水土压力分布及隧道变形规律的实验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种测量隧道水土压力分布及隧道变形规律的实验装置，包括工况模拟部分和数据采集处理部分，还包括埋设于工况模拟部分的隧道模型和监测部分，工况模拟部分中挖有基坑，若干基坑支撑支撑着基坑的坑壁以对其中一或者多个坑壁施加荷载，监测部分包括监测基坑外围和隧道模型外围水压力的水压力传感器部分、监测基坑外围土压力的土压力传感器部分，还包括监测开挖基坑过程中及基坑支撑对坑壁施加荷载过程中隧道模型外表面压力变化情况的薄膜压力传感器部分、模型管环应变变化情况的应变传感器部分和隧道模型位移的位移传感器部分，数据采集处理部分设于工况模拟部分之外且与监测部分连接以采集和处理监测部分监测的数据。

Experimental device and method for measuring the distribution of water and soil pressure and the deformation law of tunnels

The invention provides an experimental device for measuring the distribution of water and soil pressure and the deformation law of a tunnel, including a working condition simulation part and a data acquisition and processing part, as well as a tunnel model and monitoring part buried in the working condition simulation part, in which a foundation pit is excavated, and a number of foundation pits support the pit wall of a foundation pit to exert load on one or more of the pit walls, and a monitoring part. It includes water pressure sensor for monitoring water pressure around foundation pit and tunnel model, earth pressure sensor for monitoring soil pressure around foundation pit, membrane pressure sensor for monitoring pressure change on tunnel model surface during excavation and loading process of foundation pit support on pit wall, strain sensor for strain change of model pipe ring. The displacement sensor part of tunnel model displacement is divided into two parts. The data acquisition and processing part is located outside the working condition simulation part and is connected with the monitoring part to collect and process the monitoring data of the monitoring part.

【技术实现步骤摘要】
测量隧道水土压力分布及隧道变形规律的实验装置及方法
本专利技术涉及建筑
，尤其涉及一种测量隧道水土压力分布及隧道变形规律的实验装置及方法。
技术介绍
由于城市轨道线路周边极具商业价值，沿线的地下空间开发利用受到了越来越广泛的关注，随着大规模地铁线路的建成与运营，紧邻地铁线路的深开挖工程将变得不可避免，且会越来越多。紧邻深开挖或基坑开挖施工往往伴随着强烈的环境效应，将对邻近隧道结构产生不利的影响，由此产生的工程事故案例也越来越多，比如2009年由于基坑开挖导致台北一盾构隧道管环最大水平位移达到50mm，开挖影响区内管环竖向和水平向收敛变形均超过30mm，过大的地层变形导致地铁停运。2011-12年紧靠宁波地铁1号线某区间盾构隧道一侧大面积基坑开挖导致左线盾构隧道发生超过30mm水平位移，管片局部破损严重，引发局部严重渗水。并且类似工程案例有逐年上升的趋势。根据上海地铁隧道经验，每11起盾构隧道结构人为破坏的案例中，就有3起是由于深开挖所导致。由此可见，地铁沿线的深开挖工程在为城市提供更多的地下发展空间的同时，也是威胁地铁盾构隧道服役性能及结构安全的主要风险来源之一。紧邻深开挖将引本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量隧道水土压力分布及隧道变形规律的实验装置，其特征在于：包括工况模拟部分和数据采集处理部分，还包括埋设于所述工况模拟部分的隧道模型和监测部分，所述工况模拟部分中挖有基坑，若干基坑支撑支撑着所述基坑的坑壁以对其中一或者多个坑壁施加荷载，所述监测部分包括监测基坑外围和隧道模型外围水压力的水压力传感器部分、监测基坑外围土压力的土压力传感器部分，还包括监测开挖基坑过程中及所述基坑支撑对坑壁施加荷载过程中所述隧道模型外表面压力变化情况的薄膜压力传感器部分、隧道模型内外应变变化情况的应变传感器部分和隧道模型位移的位移传感器部分，所述数据采集处理部分设于所述工况模拟部分之外且与所述监测部分连接以采...

【技术特征摘要】
1.一种测量隧道水土压力分布及隧道变形规律的实验装置，其特征在于：包括工况模拟部分和数据采集处理部分，还包括埋设于所述工况模拟部分的隧道模型和监测部分，所述工况模拟部分中挖有基坑，若干基坑支撑支撑着所述基坑的坑壁以对其中一或者多个坑壁施加荷载，所述监测部分包括监测基坑外围和隧道模型外围水压力的水压力传感器部分、监测基坑外围土压力的土压力传感器部分，还包括监测开挖基坑过程中及所述基坑支撑对坑壁施加荷载过程中所述隧道模型外表面压力变化情况的薄膜压力传感器部分、隧道模型内外应变变化情况的应变传感器部分和隧道模型位移的位移传感器部分，所述数据采集处理部分设于所述工况模拟部分之外且与所述监测部分连接以采集和处理所述监测部分监测的数据。2.如权利要求1所述的测量隧道水土压力分布及隧道变形规律的实验装置，其特征在于：所述工况模拟部分收容于模型箱内，所述隧道模型沿纵向的设于所述模型箱内；所述基坑设于所述隧道模型横向的一侧，所述基坑包括围成框形的四坑壁，两坑壁位于横向，两坑壁位于纵向，位于横向的其中一坑壁为所述模型箱一箱壁的局部部分，其余三所述坑壁外设有基坑支护，所述基坑支撑包括横向支撑和纵向支撑，所述纵向支撑通过支撑位于纵向的两基坑支护来对相应的两坑壁施加荷载，所述横向支撑通过支撑位于横向的基坑支护和与之相对的横向坑壁之间来对设有基坑支护的横向坑壁施加荷载。3.如权利要求2所述的测量隧道水土压力分布及隧道变形规律的实验装置，其特征在于：所述模型箱采用由钢化玻璃制成的四个面板来作其四个箱壁，采用不锈钢底板来作其底壁，所述模型箱中位于纵向的两所述面板上设有开孔，两所述开孔水平对应，所述隧道模型的两端分别穿入两所述开孔中，且所述开孔和所述隧道模型的外壁之间的环间空隙填充有起固定和防水作用的玻璃胶。4.如权利要求2所述的测量隧道水土压力分布及隧道变形规律的实验装置，其特征在于：所述水压传感器部分包括位于开挖基坑背侧的基坑背侧孔隙水压力传感器串、位于开挖基坑同侧的基坑同侧孔隙水压力传感器串和位于隧道模型外围的外围孔隙水压力传感器串；所述土压传感器部分包括位于开挖基坑背侧的基坑背侧土压传感器串和位于开挖基坑同侧的基坑同侧土压传感器串；位于开挖基坑同侧的传感器串中的传感器处于基坑的下侧，位于开挖基坑背侧的传感器串中的传感器从所述工况模拟部分表面到所述隧道模型下侧均匀分布。5.如权利要求4所述的测量隧道水土压力分布及隧道变形规律的实验装置，其特征在于：所述模型箱的四个面板外围设有至少一组加固用的槽钢，所述槽钢上设有桁架，所述桁架位于所述模型箱的上方，所述模型箱的底壁上设有若干扣孔；每一传感器串包括钢丝和固定在该钢丝上的若干相应的传感器，位于基坑同侧和背侧的每一传感器串中的钢丝只有一根，该钢丝的上端固定于所述桁架，其下端固定于对应的所述扣孔，且该钢丝竖直设置；每一所述外围孔隙水压力传感器串中的钢丝包括钢丝框和与所述钢丝框的框角一一对应连接的若干钢丝线，与所述钢丝框的上端的框角连接的钢丝线的上端固定于所述桁架，与所述钢丝框的下端的框角连接的钢丝线的下端固定于对应的所述扣孔，所述钢丝框中的各钢丝边上均匀的固定有若干外围水压传感器，所述隧道模型从所述钢丝框中穿过而使若干所述外围水压传感器环设于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁荣柱，吴文兵，方宇翔，康成，张莉，杨松，霍利朋，万江，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北,42